Чтобы с раком боролся сам иммунитет. Ученые объясняют Нобель-2018 в медицине
Двое ученых — Джеймс П. Эллисон и Тасуку Хончо — получили в этом году Нобелевскую премию по физиологии и медицине за новый метод терапии рака, который помогает самому организму бороться с болезнью.
Важность этого открытия объясняют сотрудники Института физиологии имени Богомольца: заведующий отделом общей и молекулярной патофизиологии Виктор Досенко и старший научный сотрудник этого же отдела Василий Нагибин, который исследовал эту тему в Германии.
ЧТО ТАКОЕ РАК
Мы происходим из одной клетки, рассказывает Нагибин. В каждой клетке есть механизм деления, подконтрольный и подавленный во взрослой жизни. Пока неясно, почему возникают большинство видов рака. Вдруг в клетке что-то сбивается и этот механизм деления начинает снова работать.
Когда наша клетка начинает неконтролируемо делиться, она становится опухолевой.
Деление раковой клетки. Фото: Lightsource / Depositphotos
Клетки бесконечно и бесконтрольно делятся, и так появляются опухоли — добро- или злокачественные.
Доброкачественная опухоль, как правило, растет в пределах своего органа. Злокачественная прорастает в другие органы, идет в кровь, поэтому ее труднее лечить.
Опухолевая клетка «не выдумывает велосипед», она работает как эмбрион в матке беременной, объясняет Досенко.
— Без подавления иммунитета матери не будет имплантации, не будет ребенка. Рак — ведущий к смерти — использует механизмы самой жизни, — говорит он.
Значительная часть опухолей не нарушает так называемый антигенный гомеостаз. Не появляются новые белки, которые иммунная система распознает как чужие и идет с ними бороться.
Появляются старые — то есть характерные для эмбрионального развития.
— Опухоль изображает из себя ребенка. Говорит нашим иммунным полицейским: «Я ребенок, меня нельзя убивать». Иммунная система ей верит. Где нарушитель? Где новый нехарактерный белок? Это же «ребенок»! — говорит Досенко.
Так рак обманывает наш иммунитет, чтобы расти.
Раковая клетка. Фото: Ugreen / Depositphotos
ЧТО ВЫЗЫВАЕТ РАК
Есть внешние и внутренние факторы.
Внешние:
— ионизирующее излучение: аварии на атомных электростанциях, атомные бомбы, источники излучения …
— то, что есть в продуктах сжигания органических веществ: или сигарета горит, или двигатель внутреннего сгорания — в атмосферу выбрасываются онкогенные факторы.
-биологические — онкогенные вирусы.
Не менее важны внутренние факторы.
Самый распространенный из них — гормональный дисбаланс: повышение уровня определенных гормонов. Неудивительно, что самые распространенные опухоли в мире: рак молочной железы у женщин и предстательной у мужчин.
Есть еще нарушения иммунной системы, генетические наследственные заболевания, когда человек рождается с мутацией, обязательно приводящей к раку, и тому подобное.
Фото: photographee.eu/Depositphotos
Рак можно вызвать и питанием. Еда может быть источником химических канцерогенов.
— Они в животной пище, в любом мясе, даже суперкачественном, — объясняет Досенко
Если взять говядину, извлечь из нее определенное вещество, внести мышам — будет рак. Это научный факт. Животная пища — особенно красное и переработанное мясо — относится к онкогенных факторам наряду с курением!
Представьте пачку Marlboro и банку шпрот. В шпротах есть столько же онкогенных канцерогенов, как и в двух пачках сигарет. Жарим мясо, а на его поверхности — канцерогены.
Есть и другие продукты питания, которые не имеют химических канцерогенов, но нарушают гормональный гомеостаз. Например, женщина, которая злоупотребляет алкоголем, имеет нарушения гормонального гомеостаза, что ведет к раку молочной железы.
Фото: Alexilus / Depositphotos
КАК РАК ИСПОЛЬЗУЕТ НАШ ОРГАНИЗМ В СВОЮ ПОЛЬЗУ
— Иммунная система довольно агрессивная сама по себе. Может распознавать антигены (инородные тела). Если распознала — будет бить все клетки, что эти гены несут, до конца.
Если опухолевая клетка имеет мутацию, белок там будет не нормальный, иммунная система это распознает и начнет его убивать, — говорит Нагибин.
Но при этом в организме есть механизмы, которые ответ иммунитета тормозят.
Например, когда мы выздоравливаем после воспаления, должны затормозить и остановить Т-клетки (тип белых кровяных телец, ключевых игроков в обороне организма), которые идут всех убивать, чтобы организм не уничтожал сам себя. Этот процесс торможения иммунитета опухолевые клетки умеют использовать.
По словам ученого, некоторые типы опухолей сами производят молекулы, способные остановить
Т-клетки иммунитета, которые им угрожают.
Т-клетки атакуют опухоль. Фото: Andreus / Depositphotos
Некоторые — умеют привлекать здоровые клетки организма в свою пользу.
— Т-клетки приходят к опухоли, чтобы ее убивать, а там другие клетки говорят им: «Сейчас не надо
этого делать, подождите». И эти Т-клетки впадают в состояние анергии — не погибают, но и не
работают.
Тихонько сидят, пока опухоль развивается, и могут там и умереть от старости, или их позовут в другое место. Так опухоль отмежевывается, чтобы расти, — добавляет Досенко.
ЗА ЧТО ДАЛИ Нобеля
— Информацию а-ля «британские ученые открыли новый метод лечения рака» регулярно повторяют в научной и научно-популярной прессе. Раз в полгода — стандарт. Это пшик, потому что нет применения этого в клинике. Мышей полечили, крыс полечили, а в клинике нет.
А здесь произошел прорыв. Это первый действительно доказательный эффективный метод иммунотерапии рака. До этого с такой эффективностью методов иммунотерапии онкологических заболеваний не было. Наконец это произошло.
Эти методы уже применяются в доказательной медицине и спасают жизнь многим людям, — говорит Досенко.
Нобелевские лауреаты
ЧТО ИМЕННО СДЕЛАЛИ ЭТИ УЧЕНЫЕ
В 90-х годах Беркли Джеймс П. Элисон открыл Т-клеточный белок CTLA-4, а Тасуку Хонджи — PD-1, другой белок, выраженный на поверхности Т-клеток.
В этих белков смысл тот же: они будут тормозить активность Т-клеток, идущих убивать чужеродные тела.
Как они работают, Досенко объясняет на примере замков и ключей к ним.
На поверхности иммунной клетки являются замочки (рецепторы). Их могут открывать или закрывать ключики (лигандом рецептора): какие-то подходят, какие-то нет, как в дверь квартиры.
Если замок открыть — клетка начинает активно действовать, искать врагов, выделять другие ключики, открывающие замочки на других клетках, и они все вместе идут бить врага.
Но есть другие замочки. Когда они открываются, клетка успокаивается. Ей говорят: «Ничего не надо делать, все свои, врагов нет».
Этот механизм и нашли лауреаты Нобеля.
Джеймс П. Эллисон изучал белок, и обнаружил, что он действует как тормоз на иммунную систему
— Они открыли два замочки, которые сигнализируют иммунной системе: «Все свои. Ты видел опухоль? Ее там нет!».
Клетка успокаивается, засыпает и со временем умирает. Происходит programmed сell death — запуск программируемой клеточной смерти. Со временем клетка становится не активной, а реактивной, уже не работает против опухоли.
Открытие учеными этих белков позволило другим ученым работать над тем, чтобы сломать или «ключик», или «замочек» этих белков, и снять иммунную клетку с тормозов, чтобы она уничтожала рак.
Именно для этого разработали лекарство, а сейчас иммунотерапия помогает уже при лечении большинства видов рака. Например, лейкозах (рак крови).
Почему Нобеля дали только СЕЙЧАС
Награду дали только сейчас, поскольку Нобелевский комитет всегда требует практического внедрения теоретических научных открытий, говорит Нагибин.
После открытий этих белков в 90-х результаты работы ученых начали изучали подробнее другие ученые: на одной опухоли, другой, различных моделях.
В экспериментах на животных Хонджи обнаружил, что блокада белка PD-1 является
перспективной стратегией борьбы с раком
Чтобы найти лекарство, надо было изучить эти белки со всех сторон: протестировать на одних животных с одной опухолью, с другой, выключать один ген, другой, и так далее, добавляет Досенко.
Над практическим внедрением результатов открытия работали разные группы ученых из разных стран. Они могли как сотрудничать с Нобелевскими лауреатами, так и работать независимо от них, используя и цитируя их работы.
После тестов на животных ученые испытали лечение на маленькой группе пациентов.
Проанализировали результаты.
Чтобы проверить эффективность, надо ждать. Для рака это 5 лет. Если опухоль исчезла, не факт, что ее вылечили. Может, через полгода-год-два будет рецидив, а вам показалось, что вы ее убили.
Такие процессы продолжались, пока не нашли доказанные лекарства, которые действительно помогают онкобольным.
Впрочем, это не значит, что сразу всех вылечат от рака. Далеко не все опухоли отвечают на иммунотерапию, объясняет Нагибин.
Но это — подход к персонифицированного лечения рака, добавляет Досенко.
— Наугад такое лечение не назначают. Надо получить кусочек этой опухоли, убедиться, что там работает механизм избежания протиимунной защиты, и только тогда назначать антитела.
Например, у четырех человек может быть рак легких. У одного будет CTLA-4 — молекула, которую открыл один нобелевский лауреат. В другой — PD-1, которую открыл другой. У третьего — и CTLA-4, и PD-1. А четвертая больная может не использовать ни одну из двух открытых учеными молекул. И каждому из этих пациентов показана своя, персонифицированная, иммунотерапия.
Этот метод, который действует на практике благодаря Нобелевским лауреатам, кардинально отличается от других способов лечения рака тем, что позволяет самим клеткам организма бороться с раком.
Химио- и радиотерапия истребляет не только клетки опухоли, но и большинство клеток, которые активно делятся и к которым относятся клетки крови, включая иммунные.
А в иммунотерапии иммунные клетки организма наоборот стимулируют, объясняет Нагибина. Он добавляет, что в некоторых странах иммунотерапию уже включили в протоколы лечения меланомы, рака легких, кишечника и лейкозов.
Есть данные о лечении этим методом других видов рака, но это вопрос социальной договоренности, объясняет Досенко.
Потому включение в протоколы означает, что всем больным должны обязательно это обеспечить.
А этот метод дорог. И если государство включает его в свои протоколы, это бремя или на страховые компании, или на государственную медицину.
— Эта терапия дорогостоящая. Антитела, белки против этих антигенов — ключиков и замочков — не могут стоить дешево. Это тысячи долларов.
Для отечественных пациентов единственный шанс сейчас получить это лечение — клинические испытания, — говорит Досенко.
Эти исследования проводили в нескольких медицинских центрах, и люди так продлили свою жизнь, спасшись от смерти.
Говорят — прекратить клинические исследования, потому что это испытания на людях. Но при клинических исследованиях человек получает не только эту терапию, а комплексное лечение. Все идет по классике + новый препарат.
— Никакая Нобелевская премия не заканчивается на «Открыли новый метод лечения рака». Точка. Нет, она открывает новые области для развития. Сейчас рассматривают те же механизмы при хронических заболеваниях. Например, атеросклероз, диабет. Опять же, замочки и ключики — те же, но работают по-другому.
В опухоли они сверхработают, а здесь не работают. То есть здесь надо наоборот, активизировать подавляющие механизмы.
Ведь там иммунная система без тормозов разрушает свои клетки, которые производят инсулин. Их бы остановить.
Атеросклероз — палач человечества. Там опять же иммунные механизмы не срабатывают, их наоборот надо активизировать. Надо включить эти механизмы, и тогда мы останавливаем саморазрушающий процесс, — рассказывает Досенко.
То есть, имея исследования, на примере рака ученые могут работать над лекарством от других недугов.
Ирина Андрейцева
Титульное фото: vitanovski / Depositphotos
